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Core Knowledge ManagementIl caso Fontana

1. INTRODUZIONE

S ono molteplici e di diversa natura le com-petenze e le conoscenze che concorrono al

mantenimento di coesione che un’azienda de-ve possedere per raggiungere i suoi obiettivi diproduzione e di profitto. I sistemi di gestionedella conoscenza (KM – Knowledge Manage-ment [1]) mettono oggi a disposizione metodi,strumenti computazionali e tecnologie moltosofisticati, in continua evoluzione e in grado dirappresentare e trattare dati e conoscenze dinatura eterogenea, in modo da affrontare la sfi-da della creazione di ambienti sempre più ade-renti alla complessa evoluzione del modo dicrescere delle organizzazioni.Tra i vari tipi di conoscenze che concorrono al-l’esistenza e allo sviluppo dei qualsiasi formaorganizzativa volta all’ambito della produzio-ne, quella che caratterizza e supporta il corebusiness gioca un ruolo speciale: si tratta diCore Knowledge [2, 3].La competenza nel disegnare strategie di pro-gettazione ed il capitale di know how indispen-sabile alla messa in opera di prodotti innovativicostituisce l’effettivo patrimonio di conoscenzapresso aziende che si muovano in ambienti for-temente competitivi sul piano produttivo e com-

merciale: questo insieme di competenze di na-tura formale ed esperienziale che permettono digestire ad un tempo fasi routinarie del lavoro edi affrontare nuovi scenari di Problem Solvingdefiniscono l’ambito delle Conoscenze di Valore.Vogliamo qui illustrare un caso di successo diapplicazione di un approccio di Core Knowled-ge Management focalizzato sul supporto allaComunità di Pratica preposta alle attività di Co-re Knowledge nell’ambito della progettazionedi complessi sistemi meccanici presso “Fonta-na Pietro SpA” (FP).

2. SETTORE DI ATTIVITÀ DI FP

Fontana Pietro SpA – FP (azienda del FontanaGroup) è leader nelle attività di engineering enella produzione di stampi per la deformazionea freddo della lamiera per il settore automotive.A seguito di un processo di integrazione verti-cale, oggi l’azienda si occupa della realizzazio-ne e dell’assemblaggio di elementi di carrozze-ria per auto di nicchia.L’azienda è strutturata in Divisioni fortementeintegrate tra loro e focalizzate allo sviluppo com-petitivo dell’azienda stessa e di tutto il Gruppo:FP Engineering, FP Dies Manufacturing, FP Pres-sing, FP Assembling.

Stefania Bandini

ICT E INNOVICT E INNOVAZIONE D’IMPRESAAZIONE D’IMPRESACCasi di successoasi di successo

Rubrica a cura diRoberto Bellini, Chiara Francalanci

La rubrica ICT e Innovazione d’Impresa vuole promuovere la diffusione di una maggioresensibilità sul contributo che le tecnologie ICT possono fornire a livello di innovazione diprodotto, di innovazione di processo e di innovazione di management. La rubrica è dedicataall’analisi e all’approfondimento sistematico di singoli casi in cui l’innovazione ICT ha avutoun ruolo critico rispetto al successo nel business, se si tratta di un’impresa, o almiglioramento radicale del livello di servizio e di diffusione di servizi, se si tratta di unaorganizzazione pubblica.

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Le ultime tre Divisioni sono preposte alla pro-duzione e al rilascio degli stampi.FP Dies Manufacturing – la produzione è defini-ta da un progetto: il prodotto offerto vienecommissionato dal cliente e fornito in un unicoesemplare. Tutta l’attività, a partire dalla pro-gettazione (Core Competence dell’azienda) vie-ne quindi lanciata al ricevimento dell’ordine.FP Pressing – solo per i veicoli di nicchia, gli stam-pi sono utilizzati per stampare direttamente glielementi richiesti dalla casa automobilistica.FP Assembling – gli elementi di carrozzeriastampati sono assemblati direttamente in Fon-tana e inviati al cliente per diventare parte inte-grante dell’automobile.Per quanto concerne invece la Divisione FP En-gineering, essa ha come sua missione generalela progettazione virtuale del prodotto, attraver-so strumenti di Simultaneous Engineering. Laforte integrazione tecnologica con i clienti del-l’ambito automotive (oggi indispensabile peruno sviluppo competitivo) permette una co-stante e veloce interazione, efficace sia per lariduzione del time-to-market, sia per poter am-mortizzare i cambiamenti necessari in un mer-cato complesso e globale. Tale interazione per-mette di formalizzare un processo di progetta-zione completamente coordinato: è un puntocruciale per l’automazione e tutte le competen-ze che concorrono all’efficiente ed efficace ar-monizzazione di questo processo di progetta-zione rappresentano una larga parte del CoreKnowledge aziendale. È in questa divisione cheè stato sviluppato il sistema di Core KnowledgeManagement (KM) IDS Intelligent Design Sy-stem, commissionato al Laboratorio di Intelli-genza Artificiale (area di Ingegneria della Cono-scenza) del Dipartimento di Informatica, Siste-mistica e Comunicazione (Università di Milano-Bicocca). Lo sviluppo del sistema di KM per-mette inoltre di supportare, sul piano dellestrategie dell’azienda, un servizio aggiuntivoper il cliente rispetto alla semplice fornitura, ein questo modo FP partecipa attivamente con ilsuo servizio all’ottimizzazione dell’elementoda produrre, sia in termini qualitativi, sia rispet-to alla pressione temporale del mercato.I prodotti finali offerti da FP sono: stampi singo-li; serie di stampi complete per la realizzazionedei componenti; gruppi di costruzione comple-tamente montati per prototipo e presserei;stampi per particolari interni (ossature) ed

esterni (pannelleria) di carrozzeria. È importantemettere in risalto che FP elenca tra i suoi prodot-ti anche le attività di progettazione, per le quali èall’avanguardia nel settore: gestione completadelle fasi di sviluppo superfici, metodi, simula-zioni numeriche, prototipi e stampi serie di unintero progetto. L’attività di progettazione èquindi una delle fasi più cruciali di tutto il pro-cesso di produzione di FP.

3. FP ENGINEERING:UNA COMUNITÀ DI PRATICA

Un patrimonio fondamentale ma volatile, di na-tura essenzialmente esperienziale e di normacustodito da Comunità di Pratica [4] trasversaliagli organigrammi d’azienda, ovvero gruppi diKnowledge Workers dedicati alla progettazionedi prodotti innovativi e chiamati Comunità diCore Knowledge Practitioners [5].Ormai da tempo al centro degli interessi e deglistudi nell’ambito del Knowledge Managemente dell’Ingegneria della Conoscenza, queste ar-chitetture sociali affidano tipicamente la pro-pria identità culturale alla condivisione di unlinguaggio (o “dialetto”) parlato dai membriche ne fanno parte, un gergo formatosi attornoal sapere (Core Knowledge) di cui questi gruppisono detentori.Questa amalgama linguistica costituisce il pre-supposto attraverso il quale poter parlare diproblemi, confrontare possibili soluzioni e se-lettivamente negoziare per la più vantaggiosa. Una Comunità di Core Knowledge Practitionersè stretta dentro la condivisione di un paradig-ma linguistico ed è contemporaneamente for-mata da individui, i quali trovano nel linguaggiolo spazio per la proposta di soluzioni frutto del-la singola esperienza maturata da ciascunonello specifico ambito di competenza. Il passodal collettivo all’individuale corrisponde al pas-saggio dalla dimensione sociale in cui avvienelo scambio di conoscenze, a quella privata edindividuale in cui l’elemento creativo propriodel singolo membro della Comunità agisce co-me innesco del processo di problem solving.Questa duplice natura delle Comunità in cui in-dividuale e collettivo giocano ruoli distinti macomplementari al buon andamento dei processidi costruzione e conservazione della conoscen-za, si traduce in due distinti orientamenti che unintervento di Core Knowledge Management può

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assumere: uno mirante a supportare la condivi-sione di conoscenze all’interno di una stessa Co-munità o tra distinte Comunità di Pratica (Coo-perative working); un altro orientato a supporta-re le Core Activities interne ad una specifica Co-munità di Pratica e messe in opera dai singoliCore members della Comunità stessa.Il Sistema IDS (Intelligent Design System) dedi-cato al Core Knowledge Management nella di-visione FP Engineering è nato dall’esigenza diFP di integrare una versione molta nota del CAD(Catia v5), con sistemi tipici della rappresenta-zione della conoscenza che attraverso la ge-stione della Core Knowledge posseduta dagliesperti progettisti permettesse di ridurre i tem-pi di progettazione e di tesaurizzare le cono-scenze indispensabili a questo scopo [6].Le problematiche relative alla realizzazione diun tale sistema sono duplici: da un lato, proble-matiche di natura computazionale legate sia al-le scelte architetturali in merito ai problem sol-ving methods più opportuni (sistemi a regole,ontologie ecc.) sia alle appropriate tecnologiedi integrazione, dall’altro, problematiche di na-tura rappresentazionale legate all’esigenza didover modellare le specifiche strategie adotta-te dagli esperti di settore per risolvere problemidi progettazione e configurazione di oggettimeccanici complessi come gli stampi.

4. LA PROGETTAZIONEDELLO STAMPO

Uno stampo è un oggetto complesso (Figura 1),formato da centinaia di parti ognuna delle qualideve essere singolarmente progettata dal desi-gner. La percezione dello spazio all’interno delquale avviene l’attività di design influisce enor-memente sulla prassi progettistica inducendo

continui cambiamenti di prospettiva e piccolema significative rivoluzioni di significato sull’in-sieme dei passi decisionali di cui si componequesta attività. Alla luce di questi cambiamentidi prospettiva il designer è in grado di ricollocareistantaneamente il senso di un oggetto ed il si-gnificato delle operazioni che su di esso posso-no essere compiute, all’interno di contesti fun-zionali spesso impliciti e nascosti dentro gli au-tomatismi delle operazioni di progettazione [7].Detto altrimenti, il riconoscimento della funzio-ne svolta dalla struttura di una certa parte dellostampo, unita alla capacità di riconoscere l’in-sieme di vincoli di progettazione afferenti sia arichieste specifiche della casa automobilisticacommittente, sia a questioni statiche sulla geo-metria dello stampo, è fortemente condizio-nante rispetto alla scelta delle effettive proce-dure di progettazione.Senza conoscere la struttura profonda della re-te di funzioni che implicitamente il progettistaproietta sullo stampo, risulta impossibile cattu-rare la struttura dei processi attuati dai desi-gner e dar ragione così dei pattern di azioni checaratterizzano la pianificazione dei processi diprogettazione.D’altra parte non solo lo stampo è un oggettocomplesso, ma complessa è anche la dinamicadei processi che ne guidano il design. I passidecisionali sono infatti caratterizzati da una se-quenza di attività avente ad oggetto gli elemen-ti in cui lo stampo viene concettualmente di-stinto: una sequenza volta a stabilire un insie-me di macro-attività che indicano la strategia difondo seguita nel corso di ogni progetto [8].L’euristica che queste macro attività esprimo-no non prescrive d’altra parte in modo univo-co dei percorsi di design che di necessità deb-bano essere seguiti per portare a buon fine laprogettazione dello stampo: questa euristicaindica semplicemente un cammino di massi-ma volto a minimizzare side effects e dunqueesprime una sequenza di azioni da compiersisecondo una precisa sequenza solo su alcunigruppi di parti di cui lo stampo si compone enon su tutte le sue parti.Ogni progettista concettualizza lo stampo nelsuo insieme come un insieme di parti ognunadelle quali svolge una specifica funzione, di-spone cioè di una teoria di riferimento fruttotanto di esperienza maturata sul campo quantodi competenze più formali di natura ingegneri-

FIGURA 1Esempio di uno

stampo

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stica (aspetti geometrici e statici), che nel loroinsieme permettono al designer di decidere adogni passo della progettazione per la migliorconfigurazione dell’oggetto.Non esiste un set di regole ultimativo che il pro-gettista debba di necessità seguire in questaoperazione: ogni designer possiede il propriostile, la propria via nell’applicazione del corpodi teorie che stanno a monte della attività diconfigurazione e che sono normative solo ri-guardo a quello che non si può fare, non riguar-do a quello che può essere fatto. Di fronte aduna stessa richiesta due diversi progettisti po-tranno realizzare, e di fatto realizzano, duestampi morfologicamente diversi ma ugual-mente efficaci sul piano funzionale nel realizza-re la forma desiderata della lamiera che dovràuscire dallo stampaggio. Un’attività di progettazione di questo tipo, puòessere concepita come un’attività di problemsolving in cui ad ogni passo della progettazioneil designer è chiamato a generare delle ipotesicreative per la soluzione di problemi di configu-razione strettamente dipendenti da una valuta-zione complessiva dell’oggetto da realizzare.Supportare queste attività goal oriented, si-gnifica gestire la fase routinaria del lavoro, ov-vero rappresentare le fasi del processo indi-spensabili per la definizione delle euristichedi progettazione, in modo da fornire all’utenteuna traccia delle relazioni concettuali che nonpossono non essere considerate tra le partidello stampo nel momento in cui se ne staprogettando la struttura. Questo equivale adefinire i confini all’interno dei quali il proget-tista dovrà innescare il proprio stile. La defini-zione di queste confini cattura in questo modoil senso con il quale in quest’ambito si parla diCore Knowledge Management System a sup-porto della creatività.

5. DAL GERGO ALLE FUNZIONI:RAPPRESENTAZIONI ONTOLOGICHE

L’impatto con il gergo parlato dalla comunitàdei progettisti di FP è stato complesso. Di fattol’istituzione di un gergo dovrebbe realizzare al-l’interno della comunità che in esso si ricono-sce un’enciclopedia di termini “privati” per il ri-ferimento agli oggetti di interesse della comu-nità stessa: parlare di un oggetto infatti nei ter-mini del linguaggio ufficiale oppure nei termini

del linguaggio gergale, implica profondi e assaisignificativi cambiamenti in merito al significa-to che implicitamente viene assegnato all’og-getto in questione [9].Nel caso in analisi la situazione anomala eradovuta al fatto che non vi fosse unanime giudi-zio in merito al significato posseduto da alcunitermini caratteristici del linguaggio privato par-lato dai membri della comunità. Per questionidi riservatezza non è possibile in questa sederiferire esempi effettivi, ma basti segnalare co-me uno stesso nome ampiamente utilizzato daiprogettisti, non avesse in realtà un chiaro edunivoco riferimento oggettivo. Ci sono voluti unnumero piuttosto elevato di incontri per riusci-re a dipanare la questione e riportarla alle sueragioni effettive.Un’analisi più profonda di questi termini gerga-li ha infatti mostrato come ogni termine avessestretti legami con gli aspetti funzionali posse-duti non tanto dagli oggetti, bensì dalla lorostruttura: una pulizia dall’ambiguità semanticacui tali termini sembravano consegnati, ha ri-chiesto dunque la modellazione dell’insieme difunzioni associate alla struttura degli oggetti.Uno stesso nome impiegato da diversi progetti-sti per il riferimento a diverse elementi dellostampo, ha trovato così una spiegazione nelladiversa capacità posseduta dai singoli progetti-sti nel riconoscere in un oggetto un ruolo fun-zionale goduto dalla sua struttura.Questa competenza fortemente dipendentedall’esperienza del singolo progettista nel-l’ambito della progettazione si è rivelata difatto una Core Competence: l’analisi dunquedi un aspetto sociale come la condivisione diun gergo ha permesso di riconoscere l’impor-tanza nel contesto della progettazione deglistampi di forme di ragionamento che coinvol-gono massicciamente il ruolo funzionale che ilprogettista esperto è in grado di proiettare su-gli oggetti che devono essere disegnati. Le fa-si successive della campagna di acquisizionee rappresentazione delle conoscenze sonoquindi state condotta con progettisti dotati diuna notevole competenza linguistica: questoha di realizzare una mappatura dello stampoin riferimento ai ruoli funzionali posseduti dal-la struttura degli elementi che ne sono particostitutive. Risultato di questa mappatura èstata la modellazione dello stampo nei terminidi un’ontologia funzionale [10, 11].

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6. DALL’ONTOLOGIA AI PROCESSI:L’ATTIVITÀ DI PROGETTAZIONE

Risolta la questione di accedere al dialetto spe-cifico dei designer e dunque individuata una viadi accesso ai codici semantici fondamentaliadottati dai progettisti per discutere collegial-mente di problemi di configurazione delle partidello stampo, il focus della acquisizione si è spo-stato verso la definizione dei passi di progetta-zione di cui si compone il processo di design [5].Ogni fase di questo processo coinvolge una par-te o un gruppo di parti interne allo stampo: perrappresentare questa proliferazione di aggregatisi è dovuto ridisegnare il modello relativo all’on-tologia funzionale associandogli informazioni dinatura mereologica, miranti ad integrare aspettidichiarativi con aspetti procedurali (Figura 2).Dal punto di vista della progettazione infatti non èsufficiente conoscere il valore funzionale, per esem-pio, di una vite, ma è anche necessario saper ri-conoscere il ruolo diverso svolto da una vite a se-conda della sua diversa occorrenza in distinti con-testi funzionali. Le decisioni che il progettista pren-de riguardo ad esempio ad un gruppo di viti per ilfissaggio di qualche componente, è vincolata, ol-tre che da eventuali richieste della casa automo-bilistica committente, anche dalla gamma di ruo-li che questo gruppo funzionale riveste nel con-testo complessivo dello stampo e dagli eventualiconflitti con altri elementi dello stampo.

7. STRUMENTI E RISULTATI

Lo sviluppo del sistema ha richiesto l’uso e l’inte-grazione di modelli computazionali e tecnologieinnovative dell’Intelligenza Artificiale e del Com-puter Aided Design (CAD), opportunamente inte-grate per favorire un approccio di Core Knowled-ge Management. Lo strumento di progettazioneCAD CATIA V5 è stato integrato con un insieme distrumenti (rule-based, ontology-based e reti SA*)per la gestione delle numerose componenti dellostampo che vengono via via introdotte nel pro-getto. Nuove funzionalità di disegno e analisi deiprogetti (Intelligent Design System) si basano sutecniche originali per la rappresentazione dellaconoscenza (sia procedurale che dichiarativa).Nella fase di industrializzazione del sistema so-no state organizzate intense attività di Know-ledge Engineering per l’acquisizione e la rap-presentazione della conoscenza, la raccolta dispecifiche funzionali e la formazione di proget-tisti con diversi ruoli e competenze tecnichespecialistiche. L’incremento e miglioramentodei rapporti “trasversali” ha favorito il consoli-darsi di comunità di pratica che all’interno del-l’azienda condividono problemi e approcci.Oggi il sistema sviluppato si trova in fase di ef-fettiva produzione all’interno dell’azienda. Tut-ta la Divisione FP Engineering utilizza IDS. Lafase attuale riguarda il miglioramento delle

ConoscenzaEuristica

CORE KNOWLEDGE MANAGEMENT FRAMEWORK

Strutturadegli oggetti

Vincolidi progetto

Vincoligeometrici

Richiestedella casa

automobilistica

Vincolodi processo

Funzioni Mereologia

Stampo

Conoscenza Ontologica Conoscenza Procedurale

Processi

FIGURA 2La figura mostra

l’insieme di vincoliche il designer

prende inconsiderazione nel

corso dellaprogettazione e le

tipologie diconoscenze

(ontologica eprocedurale)

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funzionalità in modo da raggiungere gli obietti-vi di condivisione e patrimonializzazione dellaconoscenza dei progettisti e la riduzione deitempi di progettazione. I dati che confermano ilmiglioramento del processo di engineering so-no rilevabili dagli indicatori di performance eproduttività definiti all’interno della Divisione.Il prodotto permette a FP di mantenere un’ele-vata competitività sui mercati mondiali attra-verso una riduzione dei costi e dei tempi di pro-gettazione, e quindi produzione.Gli utenti coinvolti nell’utilizzo delle applicazio-ni sviluppate sono tutti gli operatori e gestoridell’area di engineering e indirettamente trami-te visualizzazioni, intranet e portali di diffusio-ne dati, tutti gli enti a valle delle varie sedi delFontana Group, nonché indirettamente anchel’indotto Fontana. Principale ostacolo all’attua-zione del progetto sono state le naturali resi-stenze del personale di fronte ad un gradualecambio di mentalità necessario per il passaggioda un’azienda metalmeccanica classica adun’azienda indirizzata alla conoscenza.L’evoluzione del progetto è continua in quantole tecnologie sviluppate sono ormai a regime diproduzione. Tutti gli attori del processo azien-dale sono coinvolti nell’utilizzo e nell’ottimizza-zione del sistema. Parallelamente, FP Enginee-ring sta procedendo all'integrazione nel siste-ma di strumenti software decisionali per far sìche competenze e conoscenze già formalizzatepossano essere sfruttate anche a fini gestionali(project management) e di misura delle perfor-mance aziendali. Ulteriori possibili sviluppi fu-turi riguardano l'integrazione con applicazionidedicate alla pianificazione della produzione,al rispetto delle dinamiche di produzione, alcoordinamento delle varie sedi di FontanaGroup, al rispetto dei tempi di consegna e allariduzione dei rischi di outsourcing.

Bibliografia

[1] Takeuchi I., Nonaka H.: The Knowledge creatingCompany: How Japanese Companies Create theDynamics of Innovation. Oxford UniversityPress, 1995.

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[11] Chandrasekaran B., Goel A.K., Iwasaki Y.: Func-tional Representation as Design Rationale.IEEE Computer, Vol. 26, n. 1, 1993.

FIGURE: tutte le figure presenti in questo articolo so-no state prodotte durante lo svolgimento del proget-to direttamente dal team di lavoro e sono già statepresentate in pubblicazioni e in occasione di presen-tazioni pubbliche.

STEFANIA BANDINI, Professore Ordinario di Informaticapresso il Dipartimento di Informatica, Sistemistica eComunicazione dell’Università di Milano-Bicocca, do-ve dirige il Dottorato di Ricerca in Informatica. Diretto-re del Centro di Ricerca “Complex Systems & ArtificialIntelligence” dello stesso Ateneo. La sua attività di ri-cerca riguarda due settori principali: Intelligenza Arti-ficiale (Casa-Based Reasoning, Knowledge Manage-ment) e Sistemi Dinamici Discreti (modelli e sistemibasati su Automi Cellulari e Situated Agents). In que-sti settori partecipa in ruoli di responsabilità a nume-rosi progetti con enti pubblici e privati.